JP2000070657A - 減湿システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より低い運転費で低露点空気を効率よく製造
できる減湿システムを提供する。 【解決手段】 低露点雰囲気に保たれる低露点室２と，
低露点室２に低露点空気を供給する供給回路３と，供給
回路３に配置された複数の減湿装置６，７，８を備えた
減湿システム１であって，複数の減湿装置６，７，８の
間において供給回路３に低露点室２内の低露点空気を戻
す還気回路４を設けると共に，この還気回路４内に低露
点室２内の低露点空気を送風する送風手段２０を設け
た。この減湿システム１は，送風手段２０の送風によっ
て還気回路４内や供給回路３内が正圧に保たれ，系外部
の高い露点の空気が還気回路４内や供給回路３内に侵入
しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，低露点室に低露点
空気を供給する減湿システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，低露点空気を製造するものとして
は，例えば圧力スイング方式と呼ばれる吸着塔を用いる
方法が知られている。これは原料空気を圧縮機によって
圧縮して当該空気中のドレンを一旦除去し，その後吸着
剤を収納した吸着塔を通過させる方法である。この方法
を利用したものの一例として深冷分離プラントの前処理
装置を利用した方法によれば，水分濃度を例えば１０〜
２０ｐｐｂ（露点温度が−１０１℃〜−９８℃）にまで
下げることが可能であり，−８０℃以下のいわゆる超低
露点空気を得ることができる。また，この方法で製造さ
れた低露点空気は圧力が高いため，そのまま製造装置な
どに供給することができる。その反面，圧力スイング方
式は空気の圧縮に必要な動力が大きく，また，圧縮した
後の空気を再生に用いるため，運転費（ランニングコス
ト）が高くなってしまう。

【０００３】これらを改善するために，低露点室に低露
点空気を供給する供給ダクトの途中に吸着ロータを用い
た乾式減湿装置を複数配置して超低露点空気を製造する
方法も提案されている。乾式減湿装置は，塩化リチウム
や塩化カルシウムなどの吸収液を含浸させたハニカム状
のロータや，シリカゲル，ゼオライトなどの吸着材で構
成したロータを備え，このロータの端面に位置する空気
の通過区域を減湿区域と再生区域とに仕切り，ロータを
回転させながら減湿区域において処理空気をロータに通
過させて乾燥空気を作り出すと共に，再生区域において
高温の再生空気をロータに通過させることによって，前
記吸着材中の水分を再生空気中に蒸発させて，連続的に
減湿処理を行うように構成されている。このような乾式
減湿装置を複数用いることにより，運転費を相当に低減
できるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし，このような複
数の乾式減湿装置を用いた場合でも，より運転費を低減
することが望ましい。そこで，更なる運転費の低減を達
成するために，低露点室において一度使用した低露点空
気を還気ダクトを通じて供給ダクト中に戻し，減湿処理
した後，低露点室に再び供給することにより，低露点空
気を再利用する試みもなされている。この方法によれ
ば，低露点空気の再利用により，運転費の低減が相当に
期待できる。

【０００５】ところが，このように低露点空気を再利用
する場合，各ダクトや乾式減湿装置に備えられたファン
を通じて，機械室内雰囲気などといった高い露点の空気
が系内に侵入して，低露点室の性能を低下させる懸念が
生ずる。本発明者らが検討したところによると，この方
法によって低露点空気を再利用した場合，密閉仕様のダ
クトを用いても，還気系統で０．５％程度の外気の侵入
があり，例えば機械室内の絶対湿度が２０ｇ／ｋｇ’，
還気空気の露点温度が-５０℃（０．０２４ｇ／ｋ
ｇ’）で戻ってくるとき，系内に入ってくる空気は， 	２０×０．００５＋０．０２４×０．９９５ 	＝ ０．１２４ｇ／ｋｇ’ （露点温度-３６℃） となり，１４℃の露点温度の上昇が見られた。

【０００６】また従来は，低露点室から供給ダクト中に
低露点空気を戻すための還気ダクトには送風機は設けら
れておらず，低露点空気の還気は，専ら供給ダクト中に
設けられた乾式除湿装置のファンで吸引することによっ
て行われていた。このように乾式除湿装置のファンで低
露点空気の還気を行うことは，設備費や保守点数の面な
どでは合理的と考えられるが，負圧となった還気ダクト
中にダクト周囲空気が進入する心配がつきまとう。この
場合，シール剤等で還気ダクトの密閉性を向上させるこ
とは煩雑であり，また，全溶接ダクトを用いて還気ダク
ト中へのダクト周囲空気の進入を完全に防止しようとす
ると，工事費の高騰を招き，また施行精度を確保するの
に多大な労力を要した。

【０００７】本発明の目的は，より低い運転費で低露点
空気を効率よく製造できる減湿システムを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに，請求項１の発明にあっては，低露点雰囲気に保た
れる低露点室と，低露点室に低露点空気を供給する供給
径路と，供給径路に配置された複数の減湿装置を備えた
減湿システムであって，前記複数の減湿装置の間におい
て供給径路に低露点室内の低露点空気を戻す還気径路を
設けると共に，この還気径路内に低露点室内の低露点空
気を送風する送風手段を設けたことを特徴としている。

【０００９】この請求項１の減湿システムにおいて，供
給径路や還気径路は，例えばダクトで構成される。また
送風手段は，例えばファンやブロアで構成される。また
供給径路に配置される複数の減湿装置は，例えば供給径
路の途中に吸着ロータを配置した乾式減湿装置によって
構成される。この請求項１の減湿システムにあっては，
供給径路に配置された複数の減湿装置により，処理空気
を段階的に減湿でき，例えば−８０℃以下の超低露点の
空気を製造することも可能である。しかも，還気径路を
通じて供給径路に低露点室内の低露点空気を戻すことに
より，低露点室内の低露点空気を再利用でき，運転費の
低減がはかられる。この場合，低露点室内の低露点空気
を還気径路内に送風させる送風手段を設けているので，
この送風手段の送風によって還気径路内や供給径路内は
正圧に保たれ，例えば機械室内雰囲気などといった系外
部の高い露点の空気が還気径路内や供給径路内に侵入す
る心配がない。従って請求項１の減湿システムによれ
ば，系内への外気の侵入による湿度上昇を防止でき，よ
り低い運転費で低露点空気を効率よく製造することが可
能となる。

【００１０】この請求項１の減湿システムにおいて，請
求項２に記載したように，例えば前記送風手段を低露点
室内に配置しても良い。これにより，前記送風手段によ
って吸引される空気は，低露点室に存する空気のみとな
る。また請求項３に記載したように，前記低露点室に隣
接して還気チャンバを形成すると共に，この還気チャン
バ内に前記送風手段を配置しても良い。これにより，前
記送風手段によって吸引される空気は，低露点室から還
気チャンバ内に流入した低露点室に存する空気と同等の
低露点空気のみとなる。これら請求項２，３の減湿シス
テムによれば，また送風空気の下流側は正圧に保たれ，
外気の侵入を防ぐことができる。

【００１１】また請求項５に記載したように，前記送風
手段を低露点室外に配置して，送風手段及び低露点室と
送風手段を結ぶ部分の還気径路に低露点室外の空気が侵
入しないように構成しても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照にして説明する。図１は，本発明の実施
の形態にかかる減湿システム１の説明図である。この減
湿システム１は，低露点室２に例えば−８０℃以下の超
低露点の空気を供給するように構成される。

【００１３】低露点室２には，低露点空気を供給するた
めの供給ダクト３（外気を取り入れ，減湿処理して低露
点室に供給する空気径路）と，低露点室２内の低露点空
気を供給ダクト３の途中に戻す還気ダクト４と，低露点
室２内から排気する排気ダクト５が接続されている。供
給ダクト３には，この実施の形態では３つの減湿装置
６，７，８が外気取り入れ口から順に直列に配置されて
いる。

【００１４】減湿装置６，７，８はいずれも吸着ロータ
を備えた乾式減湿装置であって，これら減湿装置６，
７，８は同様の構成を備えているので，代表して供給ダ
クト３の最も上流に配置されて外気ＯＡを最初に減湿処
理する減湿装置６について説明する。この減湿装置６は
ファン１０とクーラ１１とロータ１２を備えている。ロ
ータ１２は，例えば塩化リチウムや塩化カルシウムなど
の吸収液を含浸させたハニカム状のロータやシリカゲ
ル，ゼオライトなどの吸着材で構成した吸着ロータから
なる。ロータ１２の外周面にはベルト１３が巻回されて
おり，このベルト１３にモータ１４の回転軸１５に取り
付けたプーリ１６によって動力を伝達することにより，
ロータ１２は回転するように構成されている。ロータ１
２の端面に位置する空気の通過区域は，減湿区域１７と
再生区域１８に仕切られており，供給ダクト３を通じて
低露点室２内に供給される空気は，減湿区域１７におい
てロータ１２を通過する。また，再生区域１８において
は，ロータ１２に加熱空気が供給される。そして，ファ
ン１０によって送風される空気をクーラ１１で冷却した
後，モータ１４の稼働によってロータ１２を回転させな
がらロータ１２の減湿区域１７に空気を通過させて乾燥
空気を作り，一方で，再生区域１８において加熱空気を
ロータ１２に通過させることによって，ロータ１２に含
まれる吸着材中の水分を加熱空気中に蒸発させ，連続的
に減湿処理を行うように構成されている。なお乾式減湿
装置にあっては，再生区域１８において高温となったロ
ータ１２の端面が，ロータ１２の回転によってすぐに減
湿区域１７に移行すると，減湿区域１７においてロータ
１２を通過する空気が高温となり，露点を上げてしまう
心配がある。そこで，この実施の形態では，再生区域１
８と減湿区域１７の間にパージ区域１９を設けることに
より，再生区域１８，パージ区域１９，減湿区域１７の
順にロータ１２の端面が回転するように構成し，このパ
ージ区域１９に冷却用のパージ空気を通過させてロータ
１２の端面を予め冷却している。なお，代表して供給ダ
クト３の最も上流に配置された減湿装置６について説明
したが，その他の減湿装置７，８も減湿装置６と同様の
構成を備えている。よって，図１において減湿装置７，
８の各構成要素に減湿装置６の各構成要素と同じ符号を
付することにより，重複した説明を省略する。

【００１５】そして，これら３つの減湿装置６，７，８
によって空気を段階的に減湿することによって作り出し
た，例えば−８０℃以下の超低露点の空気を，供給ダク
ト３を通じて低露点室２内に供給する構成になってい
る。

【００１６】還気ダクト４の入側には，低露点室２内に
配置されたファン２０が取り付けられている。還気ダク
ト４の出側は，３つの減湿装置６，７，８の間において
供給ダクト３に接続され，この実施の形態では，外気を
最初に減湿処理するように供給ダクト３の最も上流に配
置された減湿装置６と次の減湿装置７の間において供給
ダクト３に還気ダクト４の出側が接続されている。そし
て，低露点室２内に配置されたファン２０の稼働によっ
て，低露点室２内の低露点空気を，減湿装置６と減湿装
置７の間において供給ダクト３に戻すようになってい
る。

【００１７】その他，排気ダクト５の出側には，ファン
２１が取り付けられている。このファン２１の稼働によ
り，排気ダクト５を通じて低露点室２内を排気すること
も可能である。

【００１８】さて，以上のように構成された減湿システ
ム１にあっては，供給ダクト３の入側から供給ダクト３
内に取り込まれた外気を，３つの減湿装置６，７，８に
より段階的に減湿処理することにより，例えば−８０℃
以下の超低露点を供給ダクト３を通じて低露点室２内に
供給することができる。そして，低露点室２内に設けた
ファン２０を稼働させて，低露点室２内の低露点空気を
還気ダクト４を通じて供給ダクト３に戻すことにより，
低露点室２内の低露点空気を再利用でき，運転費の低減
をはかることができる。この場合，ファン２０が低露点
室２内に設置されているので，還気ダクト４には低露点
室２内の低露点空気が流入する。そしてファン２０の送
風によって還気ダクト４内や供給ダクト３内は正圧に保
たれ，例えば機械室内雰囲気などといった系外の高い露
点の空気が還気ダクト４内や供給ダクト３内に侵入する
心配がない。なお，ファン２０は低露点室２の上部空間
に吊ってもよいし，床に設置してもよい。特に，図示し
た実施の形態のように，供給ダクト３の最も上流に配置
された減湿装置６と次の減湿装置７の間において供給ダ
クト３に還気ダクト４の出側を接続すれば，各減湿装置
６，７，８の効率を向上させることに寄与する。なお図
示した実施の形態のように，供給ダクト３の最も上流に
配置された減湿装置６と次の減湿装置７の間において供
給ダクト３に還気ダクト４の出側を接続することによ
り，減湿装置６の上流側を除いて供給ダクト３内はすべ
て正圧に保たれ，系外からの高い露点の空気の侵入を供
給ダクト３のほぼ全体において防止できるようになると
考えられる。この場合，減湿装置６の上流側では供給ダ
クト３内が負圧になるが，減湿装置６の上流側ではまだ
減湿処理されていない外気のままの状態なので，減湿装
置６の上流側で供給ダクト３内に系外の空気が侵入して
もほとんど影響ない。このように，本発明の実施の形態
の減湿システム１によれば，系外からの高い露点の空気
の侵入による湿度上昇を防止でき，より低い運転費で低
露点空気を効率よく製造して低露点室２内に供給でき
る。

【００１９】以上，本発明の好ましい実施の形態の一例
を説明したが，本発明はここで説明した実施の形態に限
定されるものではない。例えば図１では，還気ダクト４
の送風を行わせるファン２０を低露点室２内に配置した
例を説明したが，低露点室２内に設置できないような場
合もある。そのような場合は，例えば図２に示したよう
に，低露点室２に隣接して還気チャンバ３０を形成し，
この還気チャンバ３０内にファン２０を配置しても良
い。この場合，還気チャンバ３０，低露点室２，及び還
気チャンバ３０と低露点室２を仕切る仕切り壁を防塵と
総仕上げのコンクリート造とし，低露点室２から還気チ
ャンバ３０への通気は，仕切り壁に設けたガラリを通じ
て行うように構成しても良い。また低露点室２に天井ボ
ードを設置して二重天井とした場合には，例えば天井裏
を低露点室２と連通する天井チャンバとして，その天井
チャンバ内を気密に形成し，かつ低露点空気を天井裏に
も給気して，低露点室２と天井裏と室外との圧力バラン
スを保つことにより，ファン２０を天井裏に設置できる
ようになる。

【００２０】この図２に示すように構成すれば，同様に
ファン２０の周囲空気は低露点空気であるため，より高
い露点の空気の混入を妨げる。また，ファン２０の稼働
により還気ダクト４内は正圧に保たれ，系外からの高い
露点の空気の侵入を防ぐことができる。

【００２１】また図３に示すように，ファン２０を低露
点室２外に配置することも可能である。但しその場合
は，ファン２０をチャンバ３１で囲み，のチャンバ３１
と低露点室２との間の還気ダクト４の一部を全溶接仕様
の完全密閉式のダクト４’とすることによって，ファン
２０やファン２０と低露点室２との間の還気ダクト４に
おいて低露点室２外の空気が侵入しないように構成す
る。この場合，チャンバ３１は，点検口を除き鉄板全溶
接で構成するのが良い。またダクト４’とチャンバ３１
との接続部やファン２０への給電用の電線の取出口など
はシリコンシールで封止するのが良い。これにより，減
湿システム１全体の性能が確保できるようになる。なお
その他，チャンバ３１内を正圧としたり，ファン１０及
びファン２０による静圧を適正に計算することにより，
チャンバ３１に至るまでの供給ダクト３には，給気ファ
ン１０によって低露点空気が送気され，以降ファン２０
によって給気ダクト３に送気される。

【００２２】その他，図示の減湿システム１では，減湿
装置６，７，８として吸着ロータを備えた乾式減湿装置
を用いる例を説明したが，冷却減湿装置，湿式減湿装
置，吸収式減湿装置など他の形式の減湿装置を用いても
良い。また，供給ダクト３に３つの減湿装置６，７，８
を配置した例を示したが，供給ダクト３に２つの減湿装
置を配置しても良いし，４つ以上の減湿装置を配置して
も良い。また，還気ダクト４の出側を接続する位置は，
最初の減湿装置６と次の減湿装置７の間に限らず，例え
ば２番目の減湿装置７と３番目の減湿装置８の間におい
て供給ダクト３に低露点室２内の空気を戻しても良く，
あるいは，最初の減湿装置６と次の減湿装置７の間及び
２番目の減湿装置７と３番目の減湿装置８の間の両方に
おいて供給ダクト３に低露点室２内の空気を戻しても良
い。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば，供給径路に配置された
複数の減湿装置により，処理空気を段階的に低露点まで
減湿でき，また還気径路を通じて供給径路に低露点室内
の低露点空気を戻すことにより，低露点室内の低露点空
気を再利用して運転費の低減をはかることができる。こ
の場合，送風手段の送風によって還気径路内や供給径路
内は正圧に保たれ，系外部の高い露点の空気が還気径路
内や供給径路内に侵入する心配がない。本発明の減湿シ
ステムによれば，同様のスペックを備えた減湿システム
に比べて低露点室内の露点温度を約１０℃以上も下げる
ことが可能となる。また本発明の減湿システムは，還気
径路内や供給径路内を正圧にして系外空気の侵入を防い
でいるので，極端に機密性の高いダクトや完全密閉式の
送風機などを使わずに済み，低コストで低露点空気を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる減湿システムの構
成の概略を示す説明図である。

【図２】低露点室に隣接する還気チャンバ内にファンを
配置した実施の形態の説明図である。

【図３】ファンを低露点室外に配置した実施の形態の説
明図である。

【符号の説明】

１ 減湿システム ２ 低露点室 ３ 供給ダクト ４ 還気ダクト ５ 排気ダクト ６ 減湿装置 １０ ファン １１ クーラ １２ ロータ １３ ベルト １４ モータ １５ 回転軸 １６ プーリ １７ 減湿区域 １８ 再生区域 ２０ ファン ２１ ファン

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月３０日（１９９９．４．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低露点雰囲気に保たれる低露点室と，低
   露点室に低露点空気を供給する供給径路と，供給径路に
   配置された複数の減湿装置を備えた減湿システムであっ
   て，前記複数の減湿装置の間において供給径路に低露点
   室内の低露点空気を戻す還気径路を設けると共に，低露
   点室内の低露点空気を還気径路内に送風する送風手段を
   設けたことを特徴とする，減湿システム。
2. 【請求項２】 前記送風手段を低露点室内に配置したこ
   とを特徴とする，請求項１に記載の減湿システム。
3. 【請求項３】 前記低露点室に隣接して還気チャンバを
   形成すると共に，この還気チャンバ内に前記送風手段を
   配置したことを特徴とする，請求項１に記載の減湿シス
   テム。
4. 【請求項４】 前記送風手段を低露点室外に配置して，
   送風手段及び低露点室と送風手段を結ぶ部分の還気径路
   に低露点室外の空気が侵入しないように構成したことを
   特徴とする，請求項１に記載の減湿システム。